研究人员开发了类似真人皮肤的模型，使用的是Ecoflex，一种硅橡胶，这些模型可以用于评估与静脉导管相关的细菌感染风险，以及评估可穿戴传感器等其他医疗功能。
在节日电影《格林奇》中，据说化妆师每天投入数小时为吉姆·佩西的脸部覆盖义肢，以将他变成这个深受喜爱的、脾气暴躁的绿色角色。义肢的复杂使用，通常用硅橡胶等材料实现，可能意外推动了生物医学工程的重大进步，德克萨斯农工大学的一项新研究报告中提到。
发表在《科学报告》期刊上的一篇研究文章揭示，研究团队利用Ecoflex，这种硅橡胶，制作了逼真的皮肤样复制品，为检查静脉导管引发的细菌感染风险以及测试可穿戴传感器等生物医学用途提供了有希望的平台。研究结果表明，基于Ecoflex的皮肤模型可以设计成模仿实际皮肤的质地、湿度和弹性，从而有效模拟细菌繁殖和附着的环境。
德克萨斯农业与机械大学生物医学工程系研究生、该研究的主要作者Majed Othman Althumayri表示：“我们相信这种材料在研究导管插入部位的感染方面具有巨大潜力，因为这些部位的皮肤细菌自然存在。我们的目标是使用易于获取的成分开发一种类似皮肤的物质。Ecoflex不仅用户友好，而且固化迅速，附加程序最少，非常方便。”
人类皮肤每平方厘米居住着大约一百万个细菌，以葡萄球菌最为常见，特别是表皮葡萄球菌，这是一种皮肤微生物组中的常见居民。当皮肤有割伤或伤口时，感染很可能发生，使细菌渗入血液。在医院，一个显著的感染来源是将导管或管子外科放置到静脉中。仅在重症监护病房，每年就会发生大约80,000例与导管相关的血流感染，突显其对美国公共卫生的重要影响。
Althumayri解释道：“在寻找解决方案以预防静脉导管引发的感染方面，我们的进展缓慢。其中一个原因可能是缺乏合适的平台来测试新的导管设计、可穿戴生物传感器技术和培训，这可能有助于降低感染率。”
为填补这一空白，研究人员使用了Ecoflex 00-35，这是一种快速固化、生物相容的橡胶，常用于各种应用，包括特效义肢。他们首先创建了典型静脉插入部位的模具，例如肘部、手部和前臂。通过将Ecoflex倒入这些模具中，以及放入人工骨头和管道以代表静脉，他们成功地制作了类似皮肤的模型。
下一阶段是确认Ecoflex皮肤复制品是否具有与实际人类皮肤相似的特性。团队评估了润湿性、细菌附着性以及弹性和坚韧性等机械特性。他们发现，Ecoflex模型能够准确复制人类皮肤的粗糙度，误差仅为7.5%，高分辨率成像证实细菌能够附着并在皮肤复制品上繁殖。
在一次关键实验中，研究人员模拟将静脉导管插入其Ecoflex手模型中。这个人工手有效地代表了细菌生长的各个阶段，表明这些复制品可能会对实施感染控制策略和改进医疗设备设计（如导管）有所帮助。
然而，研究人员承认，他们当前的实验并未完全模拟现实世界的条件。
德克萨斯农工大学生物医学工程系助理教授、研究的通讯作者Dr. Hatice Ceylan Koydemir表示：“创造与人类皮肤相似的真实皮肤模型是一个关键的第一步。我们相信，未来的实验中加入额外成分，例如体液和其他临床相关因素，将增强我们的发现，并进一步验证Ecoflex的医疗潜力。”
其他研究贡献者包括生物医学工程系的研究生Azra Yaprak Tarman。
本研究部分得到了国家卫生研究院的一部分机构——国家普通医学科学研究所、国防部海军研究办公室以及由国家科学基金会资助的工程研究中心PATHS-UP的支持。此外，德克萨斯农工大学生物医学工程系、远程健康技术与系统中心、德克萨斯农工大学工程实验站、AggieFab纳米制造设施和软物质设施也提供了额外支持。
